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私钥丢失也能找回?五分钟了解V神的秘密多重签名恢复方案

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昨日,知名黄金爱好者兼加密货币怀疑者Peter Schiff 在Twitter上声称自己的钱包丢失了密码,因此无法访问自己的比特币。

Schiff接着补充说:

私钥丢失也能找回?五分钟了解V神的秘密多重签名恢复方案
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Schiff在推特上公布自己的损失后,加密货币社区很快展开了讨论,例如Morgan Creek Digital 联合创始人兼合伙人Anthony Pompliano就提问他是否自己忘记了密码,而Schiff对此的回答却是:“是我的钱包忘记了密码。”

看不下去的Pompliano只好耐心解释道:不过根据Schiff的回答,他的比特币基本已无望找回了,他提到说:看到这里,读者可能觉得这是一个非常悲伤的故事,一位加密货币怀疑者好不容易尝试了比特币,结果却因为自己忘记了密码而丢失了它们。而倘若他在多处备份好私钥,那么即使他忘记了钱包密码,也可以通过私钥访问自己的钱包。

当然,也有人会认为这是一个深刻的教训,它提醒我们要开发相关的技术,为类似的人群提供安全保障。

比如以太坊联合创始人vitalik就评论称:

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那V神所说的社交恢复提案具体是指什么呢?

下面我们就来简单了解一下吧。

EIP 2429:秘密多重签名恢复

作者:Ricardo Guilherme Schmidt(ricardo3@status.im)、Miguel Mota(@Miguel Mota)、Vitalik Buterin(@vbuterin)、naxe(@ngmachado)

状态:草案

类别:ERC

创建日期:2019-12-07

要求:EIP (137, 191, 831, 1271, 1344, 2470)

摘要

一般来说,加密货币的一个糟糕体验是私钥丢失或暴露,这可能导致不可逆转的情况。

社交恢复被视为账户合约去中心化恢复的一种选择,然而社交恢复的使用,带来了人的因素,而人的因素通常是安全系统脆弱性的主要原因。

社交恢复的主要风险是:

  1. 合谋:如果一些用户知道他们是某个恢复的一部分,他们可能会对恢复攻击的执行感兴趣;
  2. 目标攻击:外部代理可能了解恢复的所有者,并瞄准执行恢复攻击所需最薄弱的点;
  3. 一般暴露:攻击者如果设法感染大型用户基础环境依赖项,并获得对多个身份的访问权限,也可能通过恢复对未受影响的用户产生副作用;
  4. 模拟攻击:针对性攻击可以了解用户的情况,并将该用户模拟到其社交对等方以执行恢复攻击。这变得更加令人关注,因为AI研究能够“深度伪造”其他人的声音和面部动作。
尽管还没有完美的解决方案来解决所有这些问题,但我们的目标是实现“信任最小化”控制者合约,并为用户可能使用的不同钱包启用互操作性。

据悉,该标准提出了一种定义存储在Melkle树中的地址列表方法,这些地址连同它们的权重和用户的个人秘密,将组成一个秘密集,而该秘密集可以在不直接危及用户的情况下公开,因为它仍然需要对地址列表中的总阈值进行人工验证。

该秘密集可以保存,例如存储在web2云存储当中,而不会严重影响安全性,这对于一些不信任自己,但也不希望信任某些特定实体的用户而言是非常有用的。

用户秘密永远不会在链中显示,显示的只是一个nonce哈希,每次恢复时它都会增加。恢复设置获取此哈希秘密nonce的哈希值的哈希值(hash of a hash),这种双哈希方法被用于数学证明请求恢复的人知道该秘密,而不会泄露它。

根据提案,用户可通过提供秘密(user_secret_data)以及加权地址列表(address_list)来配置恢复。

user_secret_data可以是用户可猜测的半私有信息。而user_secret_type是可选的随机大整数,并将其与address_list一起导出为private_hash

地址列表的总权重必须大于阈值,而阈值是一个常数:THRESHOLD = 100 * 10^18

而标准定义了生成可预测用户秘密的几种方法。

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当生物识别(biometrics,例如指纹、面部和瞳孔)技术可用时,应该使用它们,这是最简单的方法。

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而当没有生物识别技术时,一组通常只有用户知道的诸多问题的标准表单,可被用于生成用户的秘密数据。所有可选的默认字段有:Full Name(全名)、Birth Date(生日)、Mother Name(母亲名字)、Mother Birthdate(母亲生日)、Nationality(国籍)、First Love's Name(初恋者姓名)、First Pet's Name(第一只宠物名)、Childhood Nickname(童年昵称)。

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而密码派生方法,则类似于详细表单方法,但它只要求用户输入一些内容:Full Name(全名)和Password(密码)。

地址列表

用户将定义监护人账户列表,该列表通过用户的联系人列表进行填充。导入选项和输入一个地址应该是很方便的,如图所示:

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选择好监护人后,系统将提示用户定义每个监护人的权重:

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这些地址存储在一个标准的merkle树当中,但是每个子叶必须与hash_to_peer进行哈希运算。

merkle_root被哈希为一个标准merkle树,它由keccak256(bytes32(hash_to_peer), uint256(weight), boolean(is_ens), bytes32(ethereum_address))格式的address_list 子叶组成。

方案支持了ENS域名,当监护人拥有一个ENS域名时,应该使用ENS域名。根据EIP-137,如果使用了ENS域名,则is_ens必须为“true”。

列表中的地址可以是账户合约,如果是账户合约,则可以直接调用审批功能,也可以提供EIP-1271签名。而如果是外部拥有帐户,则应用ecrecover逻辑,但它们也可以直接调用approve函数。

weight设置此地址值相对于THRESHOLD常量的批准程度。

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用户秘密数据哈希

私钥丢失也能找回?五分钟了解V神的秘密多重签名恢复方案
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  1. 对于多个用户而言,recovery_contract可能是相同的,这是用户正在使用的共享秘密多重签名合约地址;
  2. user_secret_data是用户数据的纯格式字节数据,它从不暴露,也不会被保存。当private_hash是未知时,应向用户进行请求;
  3. private_hashkeccak256(user_secret_data),它从不暴露,可以用秘密集导出。这可以在所有恢复中重复使用;
  4. merkle_root是通过对普通merkle树进行哈希运算得到的,它在执行时会被揭露;
  5. weight_multipler定义要达到THRESHOLD需要乘以多少个单独权重;
  6. hash_to_executekeccak256(private_hash, address(recovery_contract), recovery_contract.nonce(user_address)),它仅在执行时公开,每次恢复都是唯一的,也被称为“显示哈希”。Nonce和恢复合约地址被用于允许重用private_hash
  7. hash_to_peerkeccak256(hash_to_execute),它在恢复授权请求时会公开,其被用于通过揭露public_hash种子来证明用户知道hash_to_executemerkle_root,这也被称为“部分泄漏哈希”;
  8. public_hashkeccak256(hash_to_peer,merkle_root,weight_multiplier),它自配置后就是公开的,只能使用一次,这也用于防止执行的重放。执行成功后,必须使用setup(bytes32,uint256)进行重配置;

恢复秘密集URL

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恢复所需的所有信息都将存储在url类型标准中:

recovery = erc831_part account_contract [ "@" chain_id ] "/" recovery_contract "/" private_hash | secret_type "/" address_list / weight_multipler [ "?" parameters ] [ "#" notes ]erc831_part = "ethereum:recovery-"account_contract = ADDRESSchain_id = 1*DIGITrecovery_contract = ADDRESSprivate_hash = "0x" 64*HEXDIGsecret_type = UINTaddress_list = ethereum_address *( ";" ethereum_address )weight_multipler = UINTethereum_address = ADDRESS / ENS_NAME "*" weightweight = UINTADDRESS = "0x" 40*HEXDIGparameters = parameter *( "&" parameter )parameter = key "=" valuekey = STRINGvalue = STRINGnotes = STRING

  1. account_contract是指要进行恢复的账户合约,可以使用任何账户合约,因为恢复合约可以执行到任何接口或地址(如常规多重签名);
  2. chain_id为所有地址定义了以太坊链,如果不存在,则预设为1(主网);
  3. recovery_contract 执行恢复合约的逻辑,必须支持此文档中指定的ABI;
  4. secret_type选择生成user_secret_data时使用的标准,在未给定private_hash时是必需的;
  5. private_hashuser_secret_data的哈希,如果不存在,恢复将要求使用secret_type所选的标准来获取user_secret_data
  6. weight_multipler 是每个weight将乘以的值,以达到THRESHOLD常数;
  7. address_list是具有个人权重的地址列表,最好是另一个帐户合约,表明它们可用于恢复请求,但任何地址都可以帮助恢复。可以使用ENS域名,并在恢复过程中进行解析。总权重应高于THRESHOLD常数;
  8. weight默认为Math.ceil(THRESHOLD / address_list.length),由用户设置自定义;
  9. parameters可能需要特定的secret_type
  10. 如果需要的话,notes可用于密码提示;

恢复程序

当需要恢复时,用户需要将其Recovery Secret Set URL(恢复密钥集URL)加载到支持此标准的电子钱包中。根据配置的不同,当private_hash(私有哈希)不可用时,必须从对用户构成挑战的user_secret_data处生成。

加载有效的密钥集时,它将提示哪些用户请求帮助。一些钱包或许能自动发送请求,而另一些钱包则允许用户共享这个Help Recover Request URL(帮助恢复请求URL)。

该EIP鼓励尽可能使用预签名的消息EIP-191,这一点很重要,因为gas成本是一个常见的障碍。如果监护人选择的地址是帐户合约,则必须是EIP-1271才能使用预签名信息。建议的正常顺序如下:

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在特殊情况下,如果账户合约无法签署信息,或者用户的钱包无法按照这个EIP上指定的格式签署信息,则也可以通过使用msg.sender的方法执行常规操作。

在这种情况下,监护人将不得不支付一小部分gas费用。

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理论基础

user_secret_data从不公开,在用keccak256算法进行哈希运算一次后,它就成为从不公开的private_hash。理论上,应该使用生物特征技术,因为用户不太可能丢失他们的生物特征。而生物特征通常是不安全的,因为它们并不是真正的秘密,任何高分辨率相机实际上都可以读取大多数生物特征,而且这些信息通常也为政府所知。

当生物特征不可用时,用户数据表单仍然提供相当好的安全性,因为合约中存储的哈希是离源数据非常远的加盐(salted )哈希,即使只有名字被用作user_secret_data,也是很难发现的。这些数据越不可预测,就越能抵御目标攻击,而目标攻击仍需要发现用户列表并接收足够的授权。

在成功执行之后,需要重新配置以实现安全性保障。在经历一次恢复后,恢复合约必须禁用自身,并等待新的配置。

可能存在的攻击

需要注意的是,支持此EIP的钱包,应考虑用户可能被请求帮助恢复其他账户,而请求可能来自任何知道secret_set的人,包括合法拥有者或以某种方式获取secret_set的攻击者。

因此:

  1. 钱包必须询问用户请求的合法性,询问请求是否是通过个人验证后进行的;
  2. 用户必须知道,他们对自己的链上操作负有责任(在某些国家是道德的、合法的),并且必须验证恢复请求的合法性;
  3. 视频通话可能是通过AI伪造的,但攻击者需要图像和语音样本,例如互联网上的公共演讲内容;
  4. 为名人进行恢复的用户,永远不要信任视频通话,应该去尝试直接联系周围的人,以检查请求的合法性;
简评:这种方案正是针对Peter Schiff这样容易忘记钱包密码或私钥的群体而设计的,但其也存在着安全隐患,而它对加密货币的社会可扩展性而言是非常重要的,因为多数人在最初接触加密货币时会和Peter Schiff类似。本文省略了很多技术细节内容,有兴趣的读者可以看原提案内容:https://gitlab.com/status-im/docs/EIPs/blob/secret-multisig-recovery/EIPS/eip-2429.md

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